SpringBoot 自动配置原理

一、Condition  

        Condition 是在 Spring 4.0 增加的条件判断功能，通过这个可以功能可以实现选择性的创建 Bean 操

作。

思考： SpringBoot 是如何知道要创建哪个 Bean 的？比如 SpringBoot 是如何知道要创建 RedisTemplate 的？

测试的项目结构

 导入坐标

         <dependency><groupId>org.springframework.boot</groupId><artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId></dependency><dependency><groupId>redis.clients</groupId><artifactId>jedis</artifactId></dependency>

ClassCondition.java

/*** @author zkt* @Version 1.0* @since 2024/7/24*/
public class ClassCondition implements Condition {/**** @param context 上下文对象。用于获取环境，IOC容器，ClassLoader对象* @param metadata 注解元对象。 可以用于获取注解定义的属性值* @return*/@Overridepublic boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {//1.需求： 导入Jedis坐标后创建Bean//思路：判断redis.clients.jedis.Jedis.class文件是否存在boolean flag= true;try {Class<?> cls = Class.forName("redis.clients.jedis.Jedis");} catch (ClassNotFoundException e) {flag = false;}return flag;}
}

 UserConfig.java

/*** @author zkt* @Version 1.0* @since 2024/7/24*/
@Configuration
public class UserConfig {//@Conditional中的ClassCondition.class的matches方法，返回true执行以下代码，否则反之@Bean@Conditional(value = ClassCondition.class)public User user(){return  new  User();}
}

 User.java

/*** @author zkt* @Version 1.0* @since 2024/7/24*/
public class User {
}

 SpringbootConditionApplication.java

@SpringBootApplication
public class SpringbootCondition01Application {public static void main(String[] args) {//启动SpringBoot的应用，返回Spring的IOC容器ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringbootCondition01Application.class, args);//获取Bean，redisTemplate//情况1 没有添加坐标前，发现为空//情况2 有添加坐标前，发现有对象Object redisTemplate = context.getBean("redisTemplate");System.out.println(redisTemplate);/********************案例1********************/Object user = context.getBean("user");System.out.println(user);}}

测试结果：

情况1 没有添加坐标前，发现为空

情况2 有添加坐标前，发现有对象

案例：需求1

在 Spring 的 IOC 容器中有一个 User 的 Bean ，现要求：

1. 导入 Jedis 坐标后，加载该 Bean ，没导入，则不加载。

案例：需求2

在 Spring 的 IOC 容器中有一个 User 的 Bean ，现要求：

将类的判断定义为动态的。判断哪个字节码文件存在可以动态指定

实现步骤：

• 不使用@Conditional(ClassCondition.class)注解
• 自定义注解@ConditionOnClass,因为他和之前@Conditional注解功能一直，所以直接复制
• 编写ClassCondition中的matches方法

测试的项目结构：

导入坐标

<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>redis.clients</groupId>
<artifactId>jedis</artifactId>
</dependency>
<!--         <dependency> -->
<!--             <groupId>com.alibaba</groupId> -->
<!--             <artifactId>fastjson</artifactId> -->
<!--             <version>1.2.62</version> -->
<!--         </dependency> -->

在原有的基础上 新建一个自定义注解

@Target({ElementType.TYPE, ElementType.METHOD})//可以修饰在类与方法上
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)//注解生效节点runtime
@Documented//生成文档
@Conditional(value=ClassCondition.class)
public @interface ConditionOnClass {String[] value();//设置此注解的属性redis.clients.jedis.Jedis
}

 修改ClassCondition .java

public class ClassCondition implements Condition {/**** @param context 上下文对象。用于获取环境，IOC容器，ClassLoader对象* @param metadata 注解元对象。 可以用于获取注解定义的属性值* @return*/@Overridepublic boolean matches(ConditionContext context, AnnotatedTypeMetadata metadata) {//1.需求： 导入Jedis坐标后创建Bean//思路：判断redis.clients.jedis.Jedis.class文件是否存在
//        boolean flag = true;
//        try {
//            Class<?> cls = Class.forName("redis.clients.jedis.Jedis");
//        } catch (ClassNotFoundException e) {
//            flag = false;
//        }
//        return flag;//2.需求： 导入通过注解属性值value指定坐标后创建Bean//获取注解属性值  valueMap<String, Object> map = metadata.getAnnotationAttributes(ConditionOnClass.class.getName());System.out.println(map);String[] value = (String[]) map.get("value");boolean flag = true;try {for (String className : value) {Class<?> cls = Class.forName(className);}} catch (ClassNotFoundException e) {flag = false;}return flag;}
}

测试 

情况1

情况2

小结

自定义条件：

① 定义条件类：自定义类实现Condition接口，重写 matches 方法，在 matches 方法中进行逻辑判 断，返回 boolean值 。

matches 方法两个参数：

• context：上下文对象，可以获取属性值，获取类加载器，获取BeanFactory等。
• metadata：元数据对象，用于获取注解属性。

② 判断条件： 在初始化Bean时，使用 @Conditional(条件类.class)注解

SpringBoot 提供的常用条件注解：

注解名	描述
ConditionalOnProperty	判断配置文件中是否有对应属性和值才初始化Bean
ConditionalOnClass	判断环境中是否有对应字节码文件才初始化Bean
ConditionalOnMissingBean	判断环境中没有对应Bean才初始化Bean
ConditionalOnBean	判断环境中有对应Bean才初始化Bean

可以查看RedisAutoConfiguration类说明以上注解使用

具体演示 ConditionalOnProperty

 二、@Enable注解

        SpringBoot中提供了很多Enable开头的注解，这些注解都是用于动态启用某些功能的。而其底层原理 是使用@Import注 解导入一些配置类，实现Bean的动态加载

    

测试：

测试的项目结构：

其中 springboot-enable-other用于模拟其他jar包，先在其放到enable项目内部，类似于给项目导入jar包，然后在到外面的SpringBoot项目里获取里面项目的Bean，测试看看能否获取到。

将04 的坐标导入进去

导入坐标

<!-- 导入坐标 --><dependency><groupId>com.zkt</groupId><artifactId>springboot-enable_other-04</artifactId><version>0.0.1-SNAPSHOT</version></dependency>

EnableUser.java

@Target(ElementType.TYPE)
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(UserConfig.class)
public @interface EnableUser {
}

UserConfig

/*** @author zkt* @Version 1.0* @since 2024/7/24*/
@Configurationpublic class UserConfig {@Beanpublic User user() {return new User();}
}

user

/*** @author zkt* @Version 1.0* @since 2024/7/24*/
public class User {
}

@SpringBootApplication
//@ComponentScan("com.zkt.config")
//@Import(User.class)//导入javaBean
//@Import(UserConfig.class)
@EnableUser
//@EnableScheduling
//@EnableAsync
public class SpringbootEnable03Application {public static void main(String[] args) {ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringbootEnable03Application.class, args);/*** @SpringBootApplication中有@ComponentScan注解， 扫描范围：当前引导类所在包及其子包*  当前引导类所在包com.apesource.springbootenable03*  注入user类所在包com.apesource.springbootenable_other04.config*  因此扫描不到，所以容器中没有user*  解决方案：*          1.使用@ComponentScan扫描com.apesource.springbootenable_other04.config包*          2.可以使用@Import注解，加载类。这些类都会被Spring创建，并放入IOC容器*          3.可以对Import注解进行封装。**///获取BeanUser user = context.getBean(User.class);System.out.println(user);}}

测试

都不导入

@ComponentScan扫描

 导入Bean

导入配置类

可以对Import注解进行封装

三、@Import注解  

    @Enable底层依赖于@Import注解导入一些类，使用@Import导入的类会被Spring加载到IOC容器中。

而@Import 提供 4 中用法：

• ① 导入Bean
• ② 导入配置类
• ③ 导入 ImportSelector 实现类。一般用于加载配置文件中的类
• ④ 导入 ImportBeanDefinitionRegistrar 实现类。

     

测试：

测试的项目结构：

EnableUser.java

@Target({ElementType.TYPE})
@Retention(RetentionPolicy.RUNTIME)
@Documented
@Import(UserConfig.class)
public @interface EnableUser {
}

MyImportBeanDefinationRegister.java

public class MyImportBeanDefinitionRegistrar implements ImportBeanDefinitionRegistrar {@Overridepublic void registerBeanDefinitions(AnnotationMetadata importingClassMetadata, BeanDefinitionRegistry registry) {//AnnotationMetadata注解//BeanDefinitionRegistry向spring容器中注入//1.获取user的definition对象AbstractBeanDefinition beanDefinition = BeanDefinitionBuilder.rootBeanDefinition(User.class).getBeanDefinition();//2.通过beanDefinition属性信息,向spring容器中注册id为user的对象registry.registerBeanDefinition("user", beanDefinition);}
}

MyImportSelector.java

public class MyImportSelector implements ImportSelector {@Overridepublic String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata) {//目前字符串数组的内容是写死的，未来可以设置在配置文件中动态加载return new String[]{"com.zkt.domain.User", "com.zkt.domain.Student"};}
}

public class Student {
}

@SpringBootApplication
//@Import(User.class)
//@Import(UserConfig.class)
//@Import(MyImportSelector.class)
//@Import({MyImportBeanDefinitionRegistrar.class})
//@EnableAsync
//@EnableScheduling
public class SpringbootEnable03Application {public static void main(String[] args) {ConfigurableApplicationContext context =  SpringApplication.run(SpringbootEnable03Application.class, args);/*** Import4中用法：*  1. 导入Bean*  2. 导入配置类*  3. 导入ImportSelector的实现类*      查看ImportSelector接口源码*          String[] selectImports(AnnotationMetadata importingClassMetadata);*          代表将“字符串数组”中的的类，全部导入spring容器*  4. 导入ImportBeanDefinitionRegistrar实现类**/
//        User user = context.getBean(User.class);
//        System.out.println(user);
//
//        Student student = context.getBean(Student.class);
//        System.out.println(student);User user = (User) context.getBean("user");System.out.println(user);}}

其余同上

测试结果

什么都不导入

① 导入Bean

② 导入配置类

③ 导入 ImportSelector 实现类。一般用于加载配置文件中的类

④ 导入 ImportBeanDefinitionRegistrar 实现类。

SpringBoot启动类注解 @SpringBootApplication 是通过上面来实现导入其他类的，步骤依次为：

• @SpringBootApplication

• @EnableAutoConfiguration

• @Import(AutoConfigurationImportSelector.class)

• interface DeferredImportSelector extends ImportSelector

四、@EnableAutoConfiguration 注解 

• @EnableAutoConfiguration 注解内部使用@import(AutoConfigurationImportSelector.class) 来加载配置类
• 配置文件位置：META-INF/spring.factories, 改配置文件中定义了大量的配置类，当SpringBoot应用启动时，会自动加载这些配置类，初始化Bean

一层一层地查找源码：

主启动类

//@SpringBootApplication 来标注一个主程序类
//说明这是一个Spring Boot应用
@SpringBootApplication
public class SpringbootApplication {
public static void main(String[] args) {
//以为是启动了一个方法，没想到启动了一个服务
SpringApplication.run(SpringbootApplication.class, args);
}
}

@SpringBootApplication 注解内部

@SpringBootConfiguration
@EnableAutoConfiguration
@ComponentScan(
excludeFilters = {@Filter(
type = FilterType.CUSTOM,
classes = {TypeExcludeFilter.class}
), @Filter(
type = FilterType.CUSTOM,
classes = {AutoConfigurationExcludeFilter.class}
)}
)
public @interface SpringBootApplication {
// ......
}

@ComponentScan

这个注解在 Spring 中很重要 , 它对应 XML 配置中的元素。

作用：自动扫描并加载符合条件的组件或者 bean ， 将这个 bean 定义加载到 IOC 容器中

@SpringBootConfiguration

作用： SpringBoot 的配置类 ，标注在某个类上 ， 表示这是一个 SpringBoot 的配置类；

//@SpringBootConfiguration注解内部
//这里的 @Configuration，说明这是一个配置类 ，配置类就是对应Spring的xml 配置文件；
@Configuration
public @interface SpringBootConfiguration {}
//里面的 @Component 这就说明，启动类本身也是Spring中的一个组件而已，负责启动应用
@Component
public @interface Configuration {}

@AutoConfigurationPackage ：自动配置包

//AutoConfigurationPackage的子注解
//Registrar.class 作用：将主启动类的所在包及包下面所有子包里面的所有组件扫描到Spring容器
@Import({Registrar.class})
public @interface AutoConfigurationPackage {
}

@EnableAutoConfiguration开启自动配置功能

以前我们需要自己配置的东西，而现在 SpringBoot 可以自动帮我们配置 ； @EnableAutoConfiguration 告诉SpringBoot 开启自动配置功能，这样自动配置才能生效；

@Import({AutoConfigurationImportSelector.class}) ：给容器导入组件 ；

AutoConfigurationImportSelector ：自动配置导入选择器，给容器中导入一些组件

AutoConfigurationImportSelector.class
↓
selectImports方法
↓
this.getAutoConfigurationEntry(annotationMetadata)方法
↓
this.getCandidateConfigurations(annotationMetadata, attributes)方法
↓
方法体：
List<String> configurations =
SpringFactoriesLoader.loadFactoryNames(this.getSpringFactoriesLoaderFactoryClass
(), this.getBeanClassLoader());
Assert.notEmpty(configurations, "No auto configuration classes found in
META-INF/spring.factories. If you are using a custom packaging, make sure that
file is correct.");
return configurations;
↓
在所有包名叫做autoConfiguration的包下面都有META-INF/spring.factories文件

        通过源码的提示可以看到，自动加载类的配置文件在 META-INF/spring.factories的位置，现在找到org.springframework.boot.autoconfigure中的spring-boot-autoconfigure-2.5.6.jar 可以找到存在 META-INF文件夹，而里面就有一个 spring.factories的文件，

如下图spring.factories部分内容如下

可以发现它包含了Redis类，从而就加载到了容器中，这就是为什么SpringBoot可以直接获取到redisTemplate的原因

总结原理：

@EnableAutoConfiguration 注解内部使用 @Import(AutoConfigurationImportSelector. class )

来加载配置类。

配置文件位置： META-INF/spring.factories ，该配置文件中定义了大量的配置类，当 SpringBoot

应用启动时，会自动加载这些配置类，初始化 Bean

并不是所有的 Bean 都会被初始化，在配置类中使用 Condition 来加载满足条件的 Bean

五、自定义启动器

需求：

自定义 redis-starter ，要求当导入 redis 坐标时， SpringBoot 自动创建 Jedis 的 Bean

参考：

可以参考mybatis启动类的应用

实现步骤：

• 创建redis-spring-boot-autoconfigure模块
• 创建redis-spring-boot-starter模块,依赖redis-spring-boot-autoconfigure的模块
• 在redis-spring-boot-autoconfigure模块中初始化Jedis的Bean，并定义META
• INF/spring.factories文件
• 在测试模块中引入自定义的redis-starter依赖，测试获取Jedis的Bean，操作redis。

导入坐标

        在 redis-spring-boot-configuration模块中，负责配置 jedis 模拟 Redis的自动配置（注：该模块的test类需删除，否则会报错）

        在负责起步依赖的redis-spring-boot-starter模块中，只负责在pom.xml里添加confguration模块的依赖（注：该模块的test类需删除，否则会报错）

项目结构：

RedisProperties.java 用于Redis连接的配置实体类，将作为Bean注入到Spring 容器中

@ConfigurationProperties(prefix="redis")
public class RedisProperties {private String host = "localhost";private int port = 6379;public String getHost() {return host;}public void setHost(String host) {this.host = host;}public int getPort() {return port;}public void setPort(int port) {this.port = port;}
}

RedisAutoConfiguration.java 根据之前注入的redisProperties配置Bean来创建一个Jedis Bean 并注入到容器中

@Configuration
@EnableConfigurationProperties(RedisProperties.class)
@ConditionalOnClass(Jedis.class)
public class RedisAutoConfiguration {@Bean@ConditionalOnMissingBean(name = "jedis")public Jedis jedis(RedisProperties redisProperties){System.out.println("RedisAutoConfiguration...");return new Jedis(redisProperties.getHost(), redisProperties.getPort());}
}

        根据之前的源码查找，在声明自动配置类后，需要在resources/META-INF下创建一个spring.factories配置文件，用于声明实现了自动扫描的配置类

org.springframework.boot.autoconfigure.EnableAutoConfiguration=\com.zkt.RedisAutoconfiguration

至此，已完成了模拟Redis自动配置的模块，现在到另一个SpringBoot模块中，引入实现的redis-spring-boot-starter起步依赖

@SpringBootApplication
public class SpringbootStarter04Application {public static void main(String[] args) {ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(SpringbootStarter04Application.class, args);Jedis bean1 = context.getBean(Jedis.class);System.out.println(bean1);}}

成功

六、自动装配原理

自动装配是什么及作用

        springboot的自动装配实际上就是为了从spring.factories文件中获取到对应的需要进行自动装配的类，并生成相应的Bean对象，然后将它们交给spring容器来帮我们进行管理

1. 启动类上注解的作用

@SpringBootApplication

        这个注解是springboot启动类上的一个注解，是一个组合注解，也就是由其他注解组合起来，它的主要作用就是标记说明这个类是springboot的主配置类，springboot应该运行这个类里面的main()方法来启动程序

这个注解主要由三个子注解组成：

• @SpringBootConfiguration
• @EnableAutoConfiguration
• @ComponentScan

七、 总结

SpringBoot自动装配

核心注解：@SpringBootApplication 是一个复合注解

@SpringBootApplication = @EnableAutoConfiguration + @Configuration + @ComponentScan

• @EnableAutoConfiguration：启动 SpringBoot 的自动配置机制
• @Configuration：允许上下文注册额外的bean或者导入其它配置类
• @ComponentScan：扫描 @Component（@Service、@Controller）注解的bean，默认会扫描启动类所在的包下的所有类，可以自定义不扫描某些类

@EnableAutoConfiguration 导入了 AutoConfigurationImportSelector 类，这个类负责从 META-INF /spring.factories 文件中加载并过滤自动配置类，根据条件注解（@Conditional ）来过滤这些自动配置类. 只有当条件满足时，对应的自动配置类才会被加载

3.